聚氯乙烯廢膠粉熱塑性彈性體的性能研究

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加工應(yīng)用合成橡膠工業(yè)，2002聚氯乙烯/廢膠粉熱塑性彈性體的性能研究馮予星，田明，段先健，楊強(qiáng)軍，張立群12北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100029）%60份時(shí)，綜合性能最好。在不用DOP的情況下，PVC為脆性材料，且與廢膠粉的模量差較大，材料受力時(shí)在界面處會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，導(dǎo)致界面迅速破壞。隨著DOP用量增加，PVC的模量降低，脆性得到改善，界面應(yīng)力集中作用會(huì)降低，但同時(shí)PVC的強(qiáng)度降低，致使材料的界面結(jié)合強(qiáng)度下降。兩方面綜合作用的結(jié)果使材料的力學(xué)性能對(duì)于DOP用量會(huì)存在最佳值?！　?.3增容劑及其用量的影響由于廢膠粉與PVC之間的極性相差較大，且粒徑粗大，本身為交聯(lián)結(jié)構(gòu)，很難與PVC產(chǎn)生良好的界面結(jié)合。所以在材料的制備過(guò)程中必須加入增容劑以改善它們之間的界面結(jié)合。本工作中選用NBR和CPE作為增容劑。它們對(duì)性能的影響如、所示。從可以看出，這兩種增容劑均能較大程度地提高材料的拉伸強(qiáng)度，其中NBR比CPE的增容效果略好。從可以看出，當(dāng)用純NBR作增容劑時(shí)，隨著NBR用量增加，材料性能先增加，然后有一定程度下降。當(dāng)用NBR混煉膠作增容劑時(shí)，隨著其用量增加，材料性能不斷增加。采用純NBR或其混煉膠與CPE并用，材料均可獲得較好的性能。其增容機(jī)理如所示?！　∪缢荆鋈輨┰赑VC和廢膠粉之間形成的界面包括3層結(jié)構(gòu)：增容劑與廢膠粉之間形成的界面層；增容劑層；增容劑與PVC之間形成的界面層。還有部分增容劑分散到PVC中，形成了增容劑相?！　U膠粉經(jīng)過(guò)改性后，其交聯(lián)密度有所降低，分子鏈活動(dòng)能力增強(qiáng)，同時(shí)表面活性點(diǎn)增多，與未改素。為廢膠粉粒徑對(duì)材料性能的影響。在廢膠粉為60目和80目時(shí)，材料的性能變化不大，但當(dāng)廢膠粉為40目時(shí)，材料的性能下降較多，這主要是因?yàn)閺U膠粉粒徑過(guò)大，材料受力時(shí)，應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴(yán)重?！　?.5廢膠粉用量對(duì)性能的影響性廢膠粉相比易與基體或增容劑形成較好的界面結(jié)合?！　BR含有雙鍵，而CPE為飽和結(jié)構(gòu)，所以在反應(yīng)加工過(guò)程中，NBR比較容易與廢膠粉形成共交聯(lián)，界面強(qiáng)度高，所以增容效果比CPE的好?！　∈褂眉僋BR作增容劑，在用量較低時(shí)，在PVC與膠粉的界面處基本未形成增容劑層結(jié)構(gòu)；當(dāng)用量較大時(shí)，在界面處形成了純NBR增容劑層，因純NBR的本體強(qiáng)度較低，致使整個(gè)界面強(qiáng)度不高，增容效果不理想。而當(dāng)使用NBR混煉膠作增容劑時(shí)，共混時(shí)由于會(huì)發(fā)生界面共交聯(lián)，形成的增容劑層強(qiáng)度較高，所以增容效果隨NBR混煉膠的用量提高而提高?！　‘?dāng)NBR與CPE并用時(shí)，NBR與廢膠粉形成共交聯(lián)，CPE包覆在NBR外層，通過(guò)過(guò)氧化物DCP）與NBR形成一定的化學(xué)結(jié)合，而且CPE與PVC及NBR的相容性均非常好，同時(shí)又具有一定的熱塑性，可以使廢膠粉、NBR、CPE、PVC之間形成一個(gè)良好的過(guò)渡?！　?.4廢膠粉粒徑對(duì)性能的影響在共混物中，作為分散相的組分存在一個(gè)最佳的粒徑范圍0.1！m至幾微米）。由于廢膠粉粒徑遠(yuǎn)大于最佳粒徑范圍，而廢膠粉為交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在加工過(guò)程中，粒徑很難再次細(xì)化，所以在一定的粒徑范圍內(nèi)，其對(duì)性能的影響已經(jīng)成為一個(gè)次要因?yàn)閺U膠粉用量對(duì)材料力學(xué)性能的影響?！　‘?dāng)加入少量的廢膠粉后，材料的力學(xué)性能下降；當(dāng)膠粉用量超過(guò)30%后，力學(xué)性能有所提高，進(jìn)而基本保持不變；膠粉用量超過(guò)60P后，力學(xué)性能又有所下降?！　U膠粉用量較少時(shí)，pvc的量相對(duì)較大，大部分增容劑在加工過(guò)程中遷移到PVC中，未能有效地起到增容作用。當(dāng)廢膠粉用量達(dá)到一定值后，PVC相對(duì)量減小，加工過(guò)程中增容劑向PVC遷移量減小，增容作用增強(qiáng)，力學(xué)性能又有所增大?！　?結(jié)論a）本工作采用反應(yīng)加工技術(shù)制備了PVC/廢膠粉熱塑性彈性體，性能良好?！　）最佳反應(yīng)時(shí)間為8~10min.如果需要延長(zhǎng)反應(yīng)加工時(shí)間，可以適當(dāng)增加熱穩(wěn)定劑的用量?！　?duì)于PVC/廢膠粉熱塑性彈性體體系，用NBR或CPE做增容劑均有較好的增容效果。用NBR混煉膠與CPE并用增容效果最佳。　　隨著PVC預(yù)混料中DOP用量的增加，材料的拉伸強(qiáng)度及扯斷伸長(zhǎng)率均存在一極值?！　×系男阅茏罴选？紤]到性能價(jià)格比，選用廢膠粉的粒徑為60目較好。